在公路交通運(yùn)輸領(lǐng)域信息化的今天,智能交通系統(tǒng)在人類的社會生活中得到了廣泛的應(yīng)用。然而隨著車輛保有量的持續(xù)上升,交通擁堵與安全問題也愈發(fā)嚴(yán)重,只有人、車、路的密切配合,才能夠有效地緩解交通阻塞,減少交通事故,使人們的出行更為便捷,因此,車路協(xié)同成為了當(dāng)今智能交通研究的熱點之一。在車路協(xié)同系統(tǒng)中,移動自組網(wǎng)節(jié)點運(yùn)動快、拓?fù)渥兓l繁,因此如何讓信息在系統(tǒng)中快速準(zhǔn)確地進(jìn)行交互是目前研究的關(guān)鍵所在。本文在車路協(xié)同背景下,設(shè)計了車載信息采集模塊,在采集到位置信息的基礎(chǔ)上提出并實現(xiàn)了一種改進(jìn)的基于地理位置的路由協(xié)議算法,使網(wǎng)絡(luò)具有更高的投遞率和更低的延時。本文的主要工作內(nèi)容如下:(1)研究設(shè)計了基于車路協(xié)同的信息采集模塊。硬件部分包括主控電路、GPS模塊電路、控制器局域網(wǎng)(Controller Area Network,CAN)接口電路和電源電路的設(shè)計,軟件部分包括GPS數(shù)據(jù)解析和車載CAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)獲取。系統(tǒng)選取集成了CAN控制器的i.MX6DL主控芯片、TJA1040CAN收發(fā)器與性價比較高的ublox neo-6m定位芯片來采集車輛的運(yùn)動狀態(tài)與位置信息,并通過開發(fā)工具QT進(jìn)行解析與顯示,實現(xiàn)了實時獲取時間日期、速度航向、經(jīng)緯度等數(shù)據(jù)的功能。(2)對車路協(xié)同系統(tǒng)中的通信路由技術(shù)進(jìn)行了研究,著重選取傳統(tǒng)的基于地理位置的貪婪周邊無狀態(tài)路由(Greedy Perimeter Stateless Routing,GPSR)進(jìn)行深入的算法分析,包括貪婪算法、右手法則、平面圖算法等,并從貪婪轉(zhuǎn)發(fā)和邊界轉(zhuǎn)發(fā)兩個方面分析了原始路由算法的不足與成因。針對其中鏈路斷裂和路徑冗余的問題,提出并實現(xiàn)了一種改進(jìn)的基于地理位置的路由算法。改進(jìn)路由以每輛車都配備有GPS定位系統(tǒng)且能實時獲取位置坐標(biāo)信息的前提下,在更新鄰居列表階段加入相對位置預(yù)測作為判斷標(biāo)準(zhǔn),在貪婪轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則中添加鏈路生存時間這一評估因素,在邊界轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則中通過鄰居節(jié)點方向來選取下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點,并在路口添加固定節(jié)點以更有效地變換路由方向。整體改進(jìn)的算法能有效減少通信鏈路斷裂情況的發(fā)生,而且因為貪婪轉(zhuǎn)發(fā)策略更為穩(wěn)妥從而降低了啟動邊界轉(zhuǎn)發(fā)的幾率,緩解路徑冗余問題。(3)對傳統(tǒng)和改進(jìn)后的GPSR路由協(xié)議進(jìn)行仿真與性能分析。首先利用交通仿真工具VanetMobiSim模擬城市場景道路與車輛移動跟隨模型,然后通過NS2仿真?zhèn)鹘y(tǒng)GPSR協(xié)議與改進(jìn)協(xié)議,最后編寫awk文件分析路由軌跡,得到改進(jìn)前后的投遞率、延時與吞吐量這三個關(guān)鍵性能指標(biāo),比較得出改進(jìn)后的路由協(xié)議有著更高的投遞率、吞吐量與更低的延時,使網(wǎng)絡(luò)性能更加安全與可靠。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.6;U495
【部分圖文】：

圖 1-1 VANET 中路由分類國外近些年所發(fā)表的代表性文獻(xiàn)中，文獻(xiàn)[17]通過 NS3 評估了 由協(xié)議的性能，以評估其在尋找穩(wěn)定路徑方面的能力。評估 設(shè)計更好的路由協(xié)議提出實用建議。文獻(xiàn)[18]在 VANET 中引入級路由協(xié)議 RMRPTS。即使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳粩嘧兓执囟鄬哟温酚煽椇吐酚删S護(hù)的可能性。文中使用模糊邏輯改進(jìn) AODV 路由協(xié)索在簇頭和目的地之間進(jìn)行路由。所提出的協(xié)議通過 NS-2 模擬其性能結(jié)果顯示了與原協(xié)議相比較，平均分組傳送速率提高，平與分組丟失數(shù)量減少。文獻(xiàn)[19]為了在車輛自組織網(wǎng)絡(luò)（VANE路由，避免自私節(jié)點，VANET 的優(yōu)化節(jié)點選擇了已經(jīng)基于使用的可信度量度來設(shè)計的路由協(xié)議（Trusted-ONSRP）。結(jié)果表明，T安全措施方面比現(xiàn)有路由協(xié)議顯示出更高的性能。文獻(xiàn)[20E 分簇算法，在經(jīng)典的 LEACH 分簇算法基礎(chǔ)上將移動相似的節(jié)優(yōu)化了分組的有效時間]。文獻(xiàn)[21]提出的 CAREFOR 算法與其他

接收機(jī)包括電源、天線單元、信號處理部分和記錄裝置。通、頻率變換器、前置放大器）放大來自衛(wèi)星的無線電信號，對導(dǎo)航電文進(jìn)行濾波處理和解碼，計算得到偽距定位結(jié)果，接口 RS232 或 TTL 將采集到的地理位置信息定時存入接收外部設(shè)備發(fā)送，其構(gòu)成系統(tǒng)如圖 2-2 所示。

圖 2-3 貪婪轉(zhuǎn)發(fā)模式路由轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行決策時，總是會做出在優(yōu)性，因此常出現(xiàn)局部最優(yōu)化。在報輸范圍內(nèi)且節(jié)點的鄰居列表中沒有比）時，路由轉(zhuǎn)而采用邊界轉(zhuǎn)發(fā)策略來法則與平面圖的構(gòu)造。 所示。當(dāng)報文轉(zhuǎn)發(fā)第一跳是由節(jié)點 X Y 為頂點，沿 YX 直線方向逆時針旋 Y 轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點 Z。Z 采用相同的轉(zhuǎn)發(fā)遇到直線 ZX，即 Z 的下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)
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本文編號：2856086